09.12 Java進階篇設計模式之六——組合模式和過濾器模式

組合模式

簡介

組合模式是用於把一組相似的對象當作一個單一的對象。組合模式依據樹形結構來組合對象,用來表示部分以及整體層次。這種類型的設計模式屬於結構型模式,它創建了對象組的樹形結構。

簡單來說的話,就是根據樹形結構把相似的對象進行組合,然後表示該部分是用來做啥的。在中有個很形象的例子,就是電腦中的 文件系統

文件系統由目錄和文件組成。每個目錄都可以裝內容。目錄的內容可以是文件,也可以是目錄。按照這種方式,計算機的文件系統就是以遞歸結構來組織的。

當然,這裡我們也可以使用一個簡單的示例來對組合模式進行講解。

在學校中,有很多學生,但是這些學生中又有不同的身份,有的學生是學生會主席,有的是學生會委員,有的是班長,有的是體育委員等等, 當然大部分都是普通的學生,並沒有擔當其它的職位。這時我們就可以使用組合模式來進行組合。

按照管理層來看,學生職位中最大的是學生會主席,學生會主席下有學生會委員,然後學生會委員又管理著普通的學生,他們之間相互獨立,可以成為一個部分,也可以最終成為一個整體。可以說非常符合組合模式中的樹形結構以表示‘部分-整體’的層次結構。

廢話不在多說了,下面進行代碼的開發。

首先定義一個學生類,有學生姓名和職位屬性。

然後在學生類中在添加 add()、remove()、get()方法,最後進行層級調用。

代碼示例:

class Student{
private String name;

private String position;

private List<student> students;
public Student(String name, String position) {
this.name = name;
this.position = position;
students=new ArrayList<student>();
}


public void add(Student student){
students.add(student);
}

public void remove(Student student){
students.remove(student);

}

public List<student> get(){
return students;
}

@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", position=" + position + "]";
}
}
public class CompositeTest {
public static void main(String[] args) {
Student studentLeader=new Student("小明","學生會主席");
Student committeeMember=new Student("小剛","學生會委員");

Student student=new Student("小紅","學生");

committeeMember.add(student);
studentLeader.add(committeeMember);

System.out.println("-"+studentLeader);
studentLeader.get().forEach(sl->{
System.out.println("--"+sl);
sl.get().forEach(cm->{
System.out.println("---"+cm);
});
});
}
}
/<student>/<student>/<student>

輸出結果:

 -Student [name=小明, position=學生會主席]
--Student [name=小剛, position=學生會委員]
---Student [name=小紅, position=學生]

在上述示例中,我們添加了三個學生(更多也一樣,主要是思路),在學校中分別扮演 學生會主席、學生會委員以及學生。其中學生會主席管理著學生會委員,學生會委員管理著學生,他們之間屬於層級關係,一層層的包含。在這之中,我們也發現一點,其實組合模式就是把某個對象去包含另一個對象,然後通過組合的方式來進行一些佈局。

組合模式的優點:

高層模塊調用較為簡單,增加某個節點方便。

組合模式的缺點:

因為其子節點的聲明都是實現類,而不是接口,違反了依賴倒置原則。

使用場景:

可以表示為 ‘部分-整體’的層級結構。

過濾器模式

簡介

過濾器模式允許開發人員使用不同的標準來過濾一組對象,通過邏輯運算以解耦的方式把它們連接起來。這種類型的設計模式屬於結構型模式,它結合多個標準來獲得單一標準。

簡單的來說該模式的功能就是如其名,做一個過濾的作用。我們在一般在進行後臺接口開發的時候,也會根據過濾掉一些請求。其實過濾器模式主要實現也是這種功能,廢話不多說,開始用代碼進行相應的說明。

這裡依舊用學生來進行講解,學校的學生中有男生和女生,學校又有不同的年級,這時我們相統計下學生的相關信息,就可以使用過濾器模式來進行分組了。比如,統計該學校有多少男生,一年級的女生有多少,三年級的學生或者女生有多少之類等等。

代碼示例:

由於代碼有點多,這裡就分開進行講解。

首先定義一個實體類,有姓名、性別、年級這三個屬性。

class Student{
private String name;
private String gender;
private Integer grade;
public Student(String name, String gender, Integer grade) {
super();
this.name = name;
this.gender = gender;
this.grade = grade;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public String getGender() {
return gender;
}

public void setGender(String gender) {

this.gender = gender;
}

public Integer getGrade() {
return grade;
}

public void setGrade(Integer grade) {
this.grade = grade;
}
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", gender=" + gender + ", grade=" + grade + "]";
}
}

然後再定義一個公用的接口,指定實現的方法。

interface FilterinGrule {
List<student> filter(List<student> students);
}
/<student>/<student>

然後再實現該接口,制定不同的過濾規則。這裡主要是三種規則,普通的過濾,且過濾,或過濾。

具體實現的方法如下:

class MaleStudents implements FilterinGrule{
@Override
public List<student> filter(List<student> students) {
List<student> maleStudents = new ArrayList<student>();
students.forEach(student->{
if(student.getGender().equalsIgnoreCase("male")){
maleStudents.add(student);
}
});
return maleStudents;
}
}
class FemaleStudents implements FilterinGrule{
@Override
public List<student> filter(List<student> students) {

List<student> femaleStudents = new ArrayList<student>();
students.forEach(student->{
if(student.getGender().equalsIgnoreCase("female")){
femaleStudents.add(student);
}
});
return femaleStudents;
}
}
class SecondGrade implements FilterinGrule{
@Override
public List<student> filter(List<student> students) {
List<student> secondGradeStudents = new ArrayList<student>();
students.forEach(student->{
if(student.getGrade() == 2){
secondGradeStudents.add(student);
}
});

return secondGradeStudents;
}
}
class And implements FilterinGrule{
private FilterinGrule filter;
private FilterinGrule filter2;

public And(FilterinGrule filter,FilterinGrule filter2) {
this.filter=filter;
this.filter2=filter2;
}

@Override
public List<student> filter(List<student> students) {
List<student> students2=filter.filter(students);
return filter2.filter(students2);
}
}
class Or implements FilterinGrule{
private FilterinGrule filter;
private FilterinGrule filter2;

public Or(FilterinGrule filter,FilterinGrule filter2) {
this.filter=filter;
this.filter2=filter2;
}

@Override
public List<student> filter(List<student> students) {
List<student> students1=filter.filter(students);
List<student> students2=filter2.filter(students);

students2.forEach(student->{
if(!students1.contains(student)){
students1.add(student);
}
});
return students1;
}
}
/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>/<student>

最後再來進行調用測試,添加一些學生,並且指定性別以及班級。然後根據不同的條件來進行過濾。

public class FilterTest {
public static void main(String[] args) {
List<student> list=new ArrayList<student>();
list.add(new Student("小明", "male", 1));
list.add(new Student("小紅", "female", 2));
list.add(new Student("小剛", "male", 2));
list.add(new Student("小霞", "female", 3));
list.add(new Student("小智", "male", 3));
list.add(new Student("虛無境", "male", 1));


FilterinGrule male = new MaleStudents();
FilterinGrule female = new FemaleStudents();
FilterinGrule secondGrade = new SecondGrade();
FilterinGrule secondGradeMale = new And(secondGrade, male);
FilterinGrule secondGradeOrFemale = new Or(secondGrade, female);

System.out.println("男生:"+male.filter(list));
System.out.println("女生:"+female.filter(list));
System.out.println("二年級學生:"+secondGrade.filter(list));
System.out.println("二年級男生:"+secondGradeMale.filter(list));
System.out.println("二年級的學生或女生:"+secondGradeOrFemale.filter(list));
}
}
/<student>/<student>

輸出結果:

男生:[Student [name=小明, gender=male, grade=1], Student [name=小剛, gender=male, grade=2], Student [name=小智, gender=male, grade=3], Student [name=虛無境, gender=male, grade=1]]
女生:[Student [name=小紅, gender=female, grade=2], Student [name=小霞, gender=female, grade=3]]
二年級學生:[Student [name=小紅, gender=female, grade=2], Student [name=小剛, gender=male, grade=2]]
二年級男生:[Student [name=小剛, gender=male, grade=2]]
二年級的學生或女生:[Student [name=小紅, gender=female, grade=2], Student [name=小剛, gender=male, grade=2], Student [name=小霞, gender=female, grade=3]]

通過上述示例,我們發現過濾器模式其實很簡單,制定過濾規則,然後再根據制定的標準來進行過濾,得到符合條件的數據。過濾器模式雖然簡單,但是在構建過濾規則的時候,有點繁瑣,不過在jdk1.8之後,我們可以使用stream流更方便的進行規則的制定(這一點留在以後再講)。

過濾器模式的優點:

簡單,解耦,使用方便。

過濾器模式的缺點:

好像沒有。。。

使用場景:

需要進行篩選的時候。


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